(57)【要約】  イオン注入システムのための光学プレートは、１対の開口アセンブリを備える。１対の開口アセンブリのそれぞれは、第１開口部材と第２開口部材と開口ファスナとを備える。開口ファスナは、第１開口部材を第２開口部材に固定する。第２開口部材には、開口ティップが固定されてもよい。第１開口部材、第２開口部材、開口ティップ、および開口ファスナのうちの１つ以上は、耐熱金属、（ｉ）タングステン、タングステン、ランタン入りタングステン合金、タングステンイットリウム合金、および／または、（ｉｉ）グラファイト、および、シリコンカーバイド、のうちの１つ以上によって構成されている。開口アセンブリは、イオン注入システムにおいて、引出電極アセンブリ、接地電極アセンブリ、または他の電極アセンブリを規定してもよい。
2019502239.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン注入システムのための光学プレートであって、
上記光学プレートは、１対の開口アセンブリを備えており、
上記１対の開口アセンブリのそれぞれは、
第１開口部材と、
第２開口部材と、
開口ファスナと、を備えており、
上記開口ファスナは、上記第１開口部材を上記第２開口部材に選択的に接続する、光学プレート。
【請求項２】
上記第１開口部材、上記第２開口部材、および上記開口ファスナのうちの１つ以上は、耐熱金属、タングステン、タングステンランタン合金、タングステンイットリウム合金、グラファイト、およびシリコンカーバイドのうちの１つ以上を含んでいる、請求項１に記載の光学プレート。
【請求項３】
上記開口ファスナは、耐熱金属によって構成されている、請求項１に記載の光学プレート。
【請求項４】
上記１対の開口アセンブリは、引出電極アセンブリを規定する、請求項１に記載の光学プレート。
【請求項５】
上記１対の開口アセンブリは、接地電極アセンブリを規定する、請求項１に記載の光学プレート。
【請求項６】
上記開口ファスナは、ネジおよびベベルワッシャを含んでいる、請求項１に記載の光学プレート。
【請求項７】
ベースプレートをさらに備えており、
上記第１開口部材は、開口アセンブリファスナによって、上記ベースプレートに動作可能に接続されている、請求項１に記載の光学プレート。
【請求項８】
上記第１開口部材は、グラファイトまたはシリコンカーバイドによって構成されており、
上記第２開口部材は、耐熱金属、タングステン、タングステンランタン合金、およびタングステンイットリウム合金のうちの１つ以上によって構成されている、請求項１に記載の光学プレート。
【請求項９】
上記第２開口部材に選択的に接続されるティップをさらに備えている、請求項１に記載の光学プレート。
【請求項１０】
イオン注入システムであって、
イオンビームを形成するように構成されたイオン源と、
上記イオンビームに対して暴露されるように構成された光学プレートと、を備えており、
上記光学プレートは、１対の開口アセンブリを備えており、
上記１対の開口アセンブリのそれぞれは、
第１開口部材と、
第２開口部材と、
開口ファスナと、を備えており、
上記開口ファスナは、上記第１開口部材を上記第２開口部材に選択的に接続する、イオン注入システム。
【請求項１１】
上記第１開口部材、上記第２開口部材、および上記開口ファスナのうちの１つ以上は、耐熱金属、タングステン、タングステン、タングステンランタン合金、タングステンイットリウム合金、グラファイト、およびシリコンカーバイドのうちの１つ以上を含んでいる、請求項１０に記載のイオン注入システム。
【請求項１２】
上記開口ファスナは、耐熱金属によって構成されている、請求項１０に記載のイオン注入システム。
【請求項１３】
上記１対の開口アセンブリは、引出電極アセンブリを規定する、請求項１０に記載のイオン注入システム。
【請求項１４】
上記１対の開口アセンブリは、接地電極アセンブリを規定する、請求項１０に記載のイオン注入システム。
【請求項１５】
上記開口ファスナは、ネジおよびベベルワッシャを含んでいる、請求項１０に記載のイオン注入システム。
【請求項１６】
ベースプレートをさらに備えており、
上記第１開口部材は、開口アセンブリファスナによって、上記ベースプレートに動作可能に接続されている、請求項１０に記載のイオン注入システム。
【請求項１７】
上記第１開口部材は、グラファイトまたはシリコンカーバイドによって構成されており、
上記第２開口部材は、耐熱金属、タングステン、タングステンランタン合金、およびタングステンイットリウム合金のうちの１つ以上によって構成されている、請求項１０に記載のイオン注入システム。
【請求項１８】
上記第２開口部材に選択的に接続されるティップをさらに備えており、
上記ティップは、主に上記イオンビームに対して暴露される、請求項１０に記載のイオン注入システム。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔関連出願の参照〕
本願は、「マルチピース電極開口」（MULTI-PIECE ELECTRODE APERTURE）というタイトルが付された米国仮出願Ｎｏ．６２／２８０，５２５（２０１６年１月１９日出願）の利益を主張する。当該出願の全体の内容は、参照によって本明細書に組み込まれる。
【０００２】
〔分野〕
本発明は、一般的にはイオン注入システムに関し、より具体的には、イオンビームの形成に関連するマルチピース電極開口に関する。
【０００３】
〔背景〕
半導体デバイスの製造において、イオン注入は、半導体に不純物をドープ（ドーピング）するために用いられている。多くの場合、イオン注入システムは、集積回路の製造時に、（ｉ）ｎ型材料またはｐ型材料のドーピングを生じさせるために、または、（ｉｉ）パッシベーション層を形成するために、イオンビームに由来するイオンによってワークピース（例：半導体ウェハ）をドープすることを目的として使用される。多くの場合、集積回路の製造時に、半導体材料を生成するために、所定のエネルギーレベルで、かつ、制御された濃度によって、ウェハに特定のドーパント材料の不純物を選択に注入するために、このようなビーム処理が利用される。イオン注入システムが半導体ウェハをドーピングするために使用される場合、イオン注入システムは、所望の外因性材料（extrinsic material）を生成するために、ワークピースの内部に選択されたイオン種を注入する。アンチモン、砒素、またはリン等のソース材料に由来して生成されたイオンを注入することにより、例えば「ｎ型」の外因性材料のウェハが得られる。一方、多くの場合、「ｐ型」の外因性材料のウェハは、ホウ素、ガリウム、またはインジウム等のソース材料を用いて生成されたイオンから得られる。
【０００４】
一般的なイオン注入器は、イオン源（イオンソース）、イオン引出（抽出）（extraction）装置、質量分析装置、ビーム輸送装置、およびウェハ処理装置を含む。イオン源は、所望の原子または分子のドーパント種のイオンを生成する。これらのイオンは、引出システムによって上記ソースから引き出される。当該引出システムは、一般的には電極のセットである。当該引出システムは、ソースから来たイオン流（flow of ions）にエネルギーを与え、かつ、当該イオン流を方向付けることにより、イオンビームを形成する。質量分析装置において、イオンビームから所望のイオンが分離される。当該質量分析装置は、一般的には、引き出されたイオンビームに対して質量分散または質量分離を行う磁気ダイポール（双極子）である。イオン輸送装置は、一般的には、一連の焦点調整（合焦）（focusing）装置を含む真空システムである。当該イオン輸送装置は、イオンビームの所望の特性を維持しつつ、ウェハ処理装置に向けてイオンビームを輸送する。最終的には、半導体ウェハは、ウェハハンドリングシステムを用いて、ウェハ処理装置の内外へと輸送される。当該ウェハハンドリングシステムは、処理予定のウェハをイオンビームの前面に配置し、かつ、処理後のウェハをイオン注入器から取り出すために、１つ以上のロボットアームを含んでいてもよい。
【０００５】
従来のイオン注入システムにおける引出システムは、電極開口プレートを含む。一般的には、電極開口プレートは、機械加工された電極開口を、当該電極開口プレート内に有する、一個型（一体型）（one-piece）のユニットである。このため、従来の電極開口プレートは、当該電極開口プレートの内部に規定（画定）された電極開口を有する、一片の（一体の）（solid piece）耐熱金属（refractory metal）またはグラファイトによって構成されている。
【０００６】
〔概要〕
本開示は、イオンビーム注入システムにおけるイオンビームの形成に関連するシステムおよび装置を提供する。そこで、以下では、本発明の一部の態様についての基本的な理解を提供するために、本発明についての簡略的な概要を示す。本概要は、本発明の広範囲に亘る総括ではない。本概要は、本発明の主要な点または重要な要素を特定することを意図しているわけではないし、本発明の範囲を規定することを意図しているわけでもない。本概要の目的は、後述するより詳細な説明の序文として、簡略化された形態によって、本発明の一部のコンセプトを示すことにある。
【０００７】
本開示は、全般的に、イオン注入システムおよび電極装置（光学プレート（optics plate）とも称される）を対象としている。当該電極装置は、マルチピース電極開口アセンブリを備えている。当該電極装置は、イオンビームの形成に関連する、引出開口、抑制開口、および接地開口（グランド開口）（ground aperture）のうちの１つ以上として構成されてよい。
【０００８】
本開示の１つの例示的な態様によれば、電極装置は、１対の開口アセンブリを備える。１対の開口アセンブリのそれぞれは、第１開口部材と第２開口部材とを備える。例えば、第１開口部材は、１つ以上の開口ファスナによって、第２開口部材に選択的に互いに接続される。従って、第１開口部材および第２開口部材のうちの１つ以上を、当該第１開口部材および当該第２開口部材の残りの部分を交換（リプレース）（replacing）することなく、選択的に交換できる。
【０００９】
一例として、第１開口部材、第２開口部材、および開口ファスナのうちの１つ以上は、耐熱金属、タングステン、タングステンランタン合金、タングステンイットリウム合金、グラファイト、およびシリコンカーバイドのうちの１つ以上を含んでいる。
【００１０】
別の例として、開口ファスナは、耐熱金属によって構成されている。開口ファスナは、ネジおよびベベルワッシャ（勾配付き座金）（bevel washer）を含んでいてもよい。この場合、ベベルワッシャは、第１開口部材、第２開口部材、および開口ファスナのうちの１つ以上の熱膨張を許容しつつ、これらの部材の接続をなお維持する。
【００１１】
一例として、第１開口部材は、グラファイトまたはシリコンカーバイドによって構成されている。そして、第２開口部材は、耐熱金属、タングステン、タングステンランタン合金、およびタングステンイットリウム合金のうちの１つ以上によって構成されている。別の例として、ティップ（tip）が第２開口部材にさらに選択的に接続されている。ティップは、主に（primarily）イオンビームに対して暴露される。
【００１２】
１対の開口アセンブリは、例えば、引出電極アセンブリおよび接地電極アセンブリのうちの一方を全体的に規定する。第１開口部材は、例えば、開口アセンブリファスナによって、ベースプレートに動作可能に接続されてよい。
【００１３】
別の例示的な態様によれば、イオン注入システムが提供される。当該イオン注入システムは、イオンビームを形成するように構成されたイオン源と、イオンビームに対して暴露されるように構成された光学プレートと、を備える。この場合、光学プレートは、上述の通り構成される。
【００１４】
そこで、上述の目的および関連する目的を達成するために、本発明は、以下に十分に説明され、かつ、特許請求の範囲において具体的に示された構成を備えている。以下の説明および添付の図面は、本発明の所定の例示的な実施形態を詳細に開示する。これらの実施形態は、本発明の原則において採用されうる様々な手法の一部を例示している。本発明の他の目的、利点、および新たな構成は、図面とともに考慮されることにより、以下の本発明の詳細な説明から、明確になるであろう。
【００１５】
〔図面の簡単な説明〕
図１は、本開示の様々な態様に基づく光学プレートを利用した例示的な真空システムのブロック図である。
【００１６】
図２は、別の態様に基づく例示的な光学アセンブリを示す。
【００１７】
図３Ａ〜図３Ｂは、別の態様に基づく例示的な抑制電極開口アセンブリを示す。
【００１８】
図４Ａ〜図４Ｂは、別の態様に基づく例示的な接地電極開口アセンブリを示す。
【００１９】
図５Ａおよび図５Ｂはそれぞれ、別の態様に基づく例示的な抑制電極開口アセンブリの上面図および裏面図／下方図（backside/downstream views）を示す。
【００２０】
図６Ａおよび図６Ｂはそれぞれ、別の態様に基づく例示的な接地電極開口アセンブリの上面図および裏面図／下方図を示す。
【００２１】
〔詳細な説明〕
本開示は、イオン注入システムおよび電極装置を全般的に対象としている。当該電極装置は、マルチピース電極開口を有する。電極装置は、イオンビームの形成に関連する、引出開口、抑制開口、および接地開口のうちの１つ以上として構成されてよい。
【００２２】
そこで、図面を参照して本発明を説明する。同様の参照番号は、同様の部材を一貫して参照するために用いられてよい。様々な態様についての説明は単なる例示であると理解されるべきであり、限定的な意味合いで解釈されるべきではない。以下の記載では、説明のために、様々な具体的な細部が、本発明に対する十分な理解を与えるために開示されている。但し、本発明はこれらの具体的な細部がなくとも実施されてよいことは、当業者にとって明白であろう。さらに、本発明の範囲は、添付の図面を参照して以下に説明される実施形態または実施例に限定されることは意図されていない。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲およびその実質的な均等物によってのみ限定されることが意図されている。
【００２３】
また、図面は本開示の実施形態の様々な態様の例を与えるために提供されていることに留意されたい。このため、図面は単に概略的なものとみなされるべきである。特に、図面に示された各部材は必ずしも互いにスケール通りに描かれているわけではない。また、図面における様々な部材の位置は、各実施形態に対する明確な理解をもたらすために選択されたものである。このため、当該位置は、本発明の実施形態に係る実装における、様々な部材の実際の相対的な位置関係を必ずしも示しているわけではないと解釈されるべきである。さらに、本明細書において説明される様々な実施形態および実施例の構成は、特に明記されない限り、互いに組み合わせられてもよい。
【００２４】
また、以降の説明において、図面に示されたまたは明細書において説明された機能ブロック、デバイス、部品、回路素子、またはその他の物理的または機能的なユニット間における任意の直接的な接続または連結は、間接的な接続または連結によって実現されてもよいと理解されるべきであることに留意されたい。さらに、図面における機能ブロックまたはユニットは、ある実施形態では、個別の構成または回路として実装されてよい。あるいは、当該機能ブロックまたはユニットは、別の実施形態では、全体的または部分的に、共通の構成または回路として実現されてもよい。
【００２５】
図１は、本開示の一態様に基づく、例示的な真空システム１００を示す。本実施例の真空システム１００は、イオン注入システム１０１を備える。但し、様々な他のタイプの真空システム（例：プラズマ処理システムまたは他の半導体処理システム）も、考慮されてよい。イオン注入システム１０１は、例えば、ターミナル１０２、ビームラインアセンブリ１０４、およびエンドステーション１０６を備える。
【００２６】
一般的には、ターミナル１０２内のイオン源（イオンソース）１０８は、ドーパントガスを複数のイオンへとイオン化させるための電源１１０に接続されている。引出電極１１１は、イオンビーム１１２を形成するために、正に帯電したイオンを、イオン源から引き出す（抽出する）。引出電極に近接している個々の電極は、（ｉ）上記ソースに近接した中性化電子（neutralizing electrons）、または、（ｉｉ）引出電極の後方に位置する中性化電子の、逆流を抑制するために、バイアスされてよい。以下に述べるように、引出電極１１１は、引出開口、抑制開口、および接地開口のうちの１つ以上を含んでいてもよい。
【００２７】
本実施例におけるイオンビーム１１２は、ビームステアリング装置１１４を通過して、開口１１６を出て、エンドステーション１０６に向かうように方向付けられている。エンドステーション１０６において、イオンビーム１１２はワークピース１１８（例：シリコンウェハ等の半導体、ディスプレイパネル、等）に衝突する。当該ワークピースは、チャック１２０（例：静電チャックまたはＥＳＣ）に選択的にクランプまたは取付される。注入されたイオンがワークピース１１８の格子の内部に埋め込まれると、当該注入されたイオンは、ワークピースの物理的および／または化学的な特性を変化させる。このため、イオン注入は、材料科学の研究における様々な用途と同様に、半導体デバイスの製造および金属の仕上げ加工にも用いられている。
【００２８】
本開示のイオンビーム１１２は、任意の形状（例：ペンシルビーム、スポットビーム、リボンビーム、スキャンビーム、または他の形状）を取りうる。これらの形状のイオンビーム内のイオンは、エンドステーション１０６に向けられる。これらの形状は全て、本開示の範囲に含まれると考慮される。
【００２９】
１つの例示的な態様において、エンドステーション１０６は、プロセスチャンバ１２２（例：真空チャンバ１２４）を備える。プロセス環境１２６は、プロセスチャンバと関連付けられている。一般的に、プロセス環境１２６は、プロセスチャンバ１２２の内部に存在する。一例として、プロセス環境１２６は、真空源（真空ソース）１２８（例：真空ポンプ）によって生成された真空を含む。真空源１２８は、プロセスチャンバに接続されており、当該プロセスチャンバを十分に減圧排気（evacuate）するように構成されている。さらに、真空システム１００を全体的に制御するために、コントローラ１３０が設けられている。
【００３０】
図２は、本開示の複数の態様に基づく、例示的な引出電極アセンブリ２００（例：図１の引出電極１１１）を示す。図２に示されるように、引出電極アセンブリ２００は、分解図（blown up view）として図示されている。引出電極アセンブリ２００は、抑制電極２０２と接地電極２０４とを備える。引出電極アセンブリ２００は、多くの機能を有する任意の数の電極を備えていてもよいことに留意されたい。このような任意の付加的な電極は、本開示の範囲に含まれるものと考慮される。さらに、抑制電極２０２および接地電極２０４は、総称的に「光学プレート」（optics plates）２０５と称されてもよいことに留意されたい。光学プレートは、図１のイオンビーム１１２の引出および形成を選択的に制御できるように構成されている。そこで、本開示を参照すれば当業者であれば理解できるように、以下の例は、付加的または代替的な光学プレート２０５において実施されてよい。
【００３１】
図２に示されるように、抑制電極２０２は、１対の抑制電極開口アセンブリ２０６（例：これらは互いに実質的な鏡像である）を備える。図３Ａおよび図３Ｂに示されるように、本実施例では、抑制電極開口アセンブリ２０６のそれぞれは、第１抑制部材２０８および第２抑制部材２１０を備える。さらに、図５Ａおよび図５Ｂはそれぞれ、抑制電極２０２の前面図２１１Ａおよび後面図２１１Ｂを示す。
【００３２】
図３Ｂに示されるように、第１抑制部材２０８および第２抑制部材２１０は、１つ以上の抑制開口ファスナ２１２によって、互いに動作可能に接続されている。第１抑制部材２０８は、例えば、１つ以上の抑制固定開口２１４（例：１つ以上のネジ穴）を含む。このため、１つ以上の抑制開口ファスナ２１２は、第２抑制部材２１０を第１抑制部材２０８に選択的に固定するために、１つ以上の抑制固定開口と選択的に係合するように構成される。例えば、（ｉ）第１抑制部材２０８、（ｉｉ）第２抑制部材２１０、および、（ｉｉｉ）１つ以上の抑制開口ファスナ２１２、のうちの１つ以上は、耐熱金属（例：タングステン）によって構成されている。
【００３３】
第２抑制部材２１０は、例えば、図５Ｂに示された凹部（recess）２１５を含む。このため、１つ以上の抑制開口ファスナ２１２は、第２抑制部材の内部へと奥まるように配置される。その結果、当該１つ以上の抑制開口ファスナに、図１のイオンビーム１１２が衝突することを、概ね防止できる。一具体例として、（ｉ）第１抑制部材２０８、（ｉｉ）第２抑制部材２１０、および、（ｉｉｉ）抑制開口ファスナ２１２、のうちの１つ以上は、耐熱金属（例：ランタン入りタングステン（lanthanated tungsten）、タングステン、またはタンタル）によって構成されている。
【００３４】
さらに、抑制電極開口アセンブリ２０６は、例えば、図２に示される１つ以上の抑制アセンブリファスナ２１８によって、抑制ベースプレート２１６に動作可能に接続されている。１つ以上の抑制アセンブリファスナ２１８は、例えば、耐熱金属（例：ランタン入りタングステン、タングステン、またはタンタル）によって構成されている。本実施例では、抑制ベースプレート２１６は、グラファイト（黒鉛）またはシリコンカーバイド（炭化ケイ素）のうちの１つ以上によって構成されている。抑制ベースプレート２１６は、例えば、１つ以上の第２抑制固定開口２２０を含む。そして、１つ以上の抑制アセンブリファスナ２１８のそれぞれは、第１抑制固定部材２２２（例：ネジ）および第１抑制付勢部材（first suppression biasing member）２２４（例：ベベルワッシャ）を含む。１つ以上の抑制アセンブリファスナ２１８はそれぞれ、例えば、抑制ベースプレート２１６における１つ以上の第２抑制固定開口２２０と、選択的に係合するように構成されている。このため、抑制電極開口アセンブリ２０６を、抑制ベースプレートに選択的に固定できる。
【００３５】
本開示の１つの例示的な態様において、第１抑制付勢部材２２４は、（ｉ）ベースプレート２１６と、（ｉｉ）それぞれの第１抑制固定部材２２０と、（ｉｉｉ）抑制電極開口アセンブリ２０６と、の間に、バネ力を供給するように構成されている。一例として、第１抑制付勢部材２２４によって供給されるバネ力は、例えば、高温に起因して抑制アセンブリファスナ２１８の長さが膨張した場合に、十分な固定を概ね確実にする。
【００３６】
同様に、図３Ｂに示されている１つ以上の抑制開口ファスナ２１２は、第２抑制固定部材２２６（例：ネジ）および第２抑制付勢部材２２８（例：ベベルワッシャ）を備えていてもよい。第２抑制付勢部材２２８は、例えば、（ｉ）第１抑制部材２０８と、（ｉｉ）第２抑制部材２１０と、（ｉｉｉ）第２抑制固定部材２２６と、の間に、バネ力を供給するように、さらに構成されている。同様に、当該バネ力は、温度変化に起因して熱膨張が発生した場合に、十分な固定を概ね確実にする。それぞれの第１抑制部材２０８は、凹部２３０をさらに備えていてもよい。このため、例えば、１つ以上の抑制アセンブリファスナ２１８は、それぞれの第１抑制部材の内部へと奥まるように配置される。その結果、当該１つ以上の抑制アセンブリファスナの表面への、図１のイオンビーム１１２の衝突を、概ね緩和できる。
【００３７】
本開示によれば、第１抑制部材２０８と第２抑制部材２１０とは、選択的に互いに接続される。このため、当該第１抑制部材および当該第２抑制部材のそれぞれは、個別に交換可能である。例えば、本開示では、図２の第１抑制部材２０８および第２抑制部材２１０が、グラファイト、シリコンカーバイド、および耐熱金属（例：ランタン入りタングステン、タングステン、タングステンイットリウム合金、タンタル）のうちの１つ以上によって構成されている場合が考慮されている。このため、（ｉ）より頻繁に図１のイオンビーム１１２との衝突に曝される第２抑制部材２１０等の光学部材を交換できるとともに、（ｉｉ）第１抑制部材２０８およびベース２０６等の他の部材を再使用できる。これにより、既知の装置に比べてコストを節約できる。例えば、第２抑制部材２１０は、耐熱金属によって構成されてよい。その一方で、第１抑制部材２０８は、グラファイトまたはシリコンカーバイドによって構成されてよい。逆の場合も同様である。あるいは、第１抑制部材２０８および第２抑制部材２１０は、同一の材料（例：グラファイト、シリコンカーバイド、または耐熱金属）によって構成されてもよい。
【００３８】
図４Ａおよび図４Ｂは、本開示の別の態様に基づく、図２の接地電極２０４を示す。この場合、接地電極は、１対の接地電極開口アセンブリ３０６（例：これらは互いに実質的な鏡像である）を含む。さらに、図６Ａおよび図６Ｂはそれぞれ、接地電極２０２の前面図３１１Ａおよび後面図３１１Ｂを示す。
【００３９】
接地電極開口アセンブリ３０６はそれぞれ、例えば、図４Ｂに示されるように、１つ以上の接地開口ファスナ３１２によって互いに動作可能に接続された、第１接地部材３０８および第２接地部材３１０を備える。第１接地部材３０８は、例えば、１つ以上の第１接地固定開口３１４（例：１つ以上のネジ穴）を含む。このため、１つ以上の接地開口ファスナ３１２は、第２接地部材３１０を第１接地部材３０８に選択的に固定するために、１つ以上の第１接地固定開口と選択的に係合するように構成されている。例えば、（ｉ）第１接地部材３０８、（ｉｉ）第２接地部材３１０、および、（ｉｉｉ）１つ以上の接地開口ファスナ３１２、のうちの１つ以上は、耐熱金属（例：タングステン）によって構成されている。
【００４０】
第２接地部材３１０は、例えば、図６Ｂに示される凹部３１５を含む。このため、１つ以上の接地開口ファスナ３１２は、第２接地部材の内部へと奥まるように配置される。その結果、当該１つ以上の接地開口ファスナに、図１のイオンビーム１１２が衝突することを、概ね防止できる。一具体例として、（ｉ）第１接地部材３０８、（ｉｉ）第２接地部材３１０、および、（ｉｉｉ）接地開口ファスナ３１２、のうちの１つ以上は、耐熱金属（例：ランタン入りタングステン、タングステン、またはタンタル）によって構成されている。
【００４１】
さらに、接地電極開口アセンブリ３０６は、例えば、図２に示される１つ以上の接地アセンブリファスナ３１８によって、接地ベースプレート３１６に動作可能に接続されている。１つ以上の接地アセンブリファスナ３１８は、例えば、耐熱金属（例：ランタン入りタングステン、タングステン、またはタンタル）によって構成されている。本実施例では、接地ベースプレート３１６は、グラファイトまたはシリコンカーバイドのうちの１つ以上によって構成されている。接地ベースプレート３１６は、例えば、１つ以上の第２接地固定開口３２０を含む。そして、１つ以上の接地アセンブリファスナ３１８はそれぞれ、第１接地固定部材３２２（例：ネジ）および第１接地付勢部材３２４（例：ベベルワッシャ）を備えている。例えば、１つ以上の接地アセンブリファスナ３１８はそれぞれ、接地ベースプレート３１６における１つ以上の第２接地固定開口３２０と選択的に係合するように構成されている。これにより、接地ベースプレートに接地電極開口アセンブリ３０６を選択的に固定できる。
【００４２】
本開示の１つの例示的な態様に基づき、第１接地付勢部材３２４は、（ｉ）接地ベースプレート３１６と、（ｉｉ）それぞれの第１接地固定部材３２０と、（ｉｉｉ）接地電極開口アセンブリ３０６と、の間に、バネ力を供給するように構成されている。第１接地付勢部材３２４によって供給されるバネ力は、例えば、高温に起因して接地アセンブリファスナ３１８の長さが膨張した場合に、十分な固定を概ね確実にする。
【００４３】
同様に、図４Ｂに示されている１つ以上の接地開口ファスナ３１２は、第２接地固定部材３２６（例：ネジ）および第２接地付勢部材３２８（例：ベベルワッシャ）を備えていてもよい。第２接地付勢部材３２８は、例えば、（ｉ）第１接地部材３０８と、（ｉｉ）第２接地部材３１０と、（ｉｉｉ）第２接地固定部材３２６と、の間に、バネ力を供給するように、さらに構成されている。同様に、当該バネ力は、温度変化に起因して熱膨張が発生した場合に、十分な固定を概ね確実にする。それぞれの第１接地部材３０８は、凹部３３０をさらに備えていてもよい。このため、１つ以上の接地アセンブリファスナ３１８は、第１接地部材の内部へと奥まるように配置される。その結果、１つ以上の接地開口ファスナへの、図１のイオンビーム１１２の衝突を、概ね緩和できる。
【００４４】
本開示によれば、第１接地部材３０８と第２接地部材３１０とは、選択的に互いに接続される。このため、当該第１接地部材と当該第２接地部材のそれぞれは、個別に交換可能である。例えば、本開示では、図２の第１接地部材３０８および第２接地部材３１０が、グラファイト、シリコンカーバイド、および耐熱金属（例：ランタン入りタングステン、タングステン、タングステンイットリウム合金、タンタル）のうちの１つ以上によって構成されている場合が考慮されている。このため、（ｉ）より頻繁に図１のイオンビーム１１２との衝突に曝される第２接地部材３１０等の光学部材を交換できるとともに、（ｉｉ）第１接地部材３０８およびベース３０６等の他の部材を再使用できる。これにより、既知の装置に比べてコストを節約できる。例えば、第２接地部材３１０は、耐熱金属によって構成されてよい。その一方で、第１接地部材３０８は、グラファイトまたはシリコンカーバイドによって構成されてよい。逆の場合も同様である。あるいは、第１接地部材３０８および第２接地部材３１０は、同一の材料（例：グラファイト、シリコンカーバイド、または耐熱金属）によって構成されてもよい。
【００４５】
このように、本開示によれば、光学プレート２０５は、図１のイオン注入システム１０１における消耗品（consumable components）である。そして、光学プレート２０５は、マルチピース（複数の部品）（例：第１抑制部材２０８、第２抑制部材２１０、第１接地部材３０８、第２接地部材３１０、等）によって構成される電極開口を提供する。その結果、コストの節約を実現できる。有利なことに、本開示は、このような光学プレート２０５によって、加工セットアップ時間（machining set up time）を低減し、かつ、原材料の消費を低減できる。その結果、従来の光学部材（optics）に比べ、十分なコスト節約がもたらされる。例えば、従来の電極光学部材（electrode optics）は、単一かつ連続的な、（ｉ）耐熱金属（例：タングステン）、あるいは、（ｉｉ）グラファイトまたはシリコンカーバイドによって製作されている。このような従来の電極は、「消耗品」（consumable）であると考慮されるであろう。このため、使い古された（worn）場合、電極全体が交換されるであろう。
【００４６】
本開示によれば、光学プレート２０５の個々の部材を、容易に交換できる。また、光学プレート２０５の個々の部材を、他のタイプの材料（例：耐熱金属、タングステン、タングステン、ランタン合金、タングステンイットリウム合金、等）に、容易に変更できる。このため、消耗に曝される光学プレート２０５の部材（例：イオンビームまたは他の媒体に暴露される第２抑制部材または第２接地部材）を、他の部材（例：第１抑制部材または第１接地部材）を交換することなく、より長い時間間隔によって容易に交換できる。このように、有利なことに、耐熱金属のコストの節約が実現される。このような交換においては、消費される材料が十分に少なくなるためである。
【００４７】
さらに、付加的な抑制部材（不図示）および／または付加的な接地部材（不図示）が設けられてもよいと理解されるであろう。この場合、光学プレートのこのような付加的な部材は、イオンビームに対する最大限の暴露に耐えうる。このような付加的な部材、すなわち「ティップ」（tips）は、耐熱金属によって構成されてよい。その一方で、電極の残りの部分（残余部）は、グラファイトまたは耐熱金属によって構成されてよい。ティップは、例えば、上述の第１抑制部材・第２抑制部材および第１接地部材・第２接地部材と同様に、それぞれの第２抑制部材または第２接地部材と選択的に接続されてよい。これにより、消耗材およびコストにおける付加的な節約が実現される。消費される耐熱金属の量を最小化しつつ、当該耐熱金属に関連する所望の品質をなお達成できるためである。
【００４８】
本発明は特定の好適な１つ以上の実施形態に関して図示および説明されているが、上述の実施形態は本発明の一部の実施形態の実施に関する例としてのみの役割を果たしており、本発明の適用例はこれらの実施形態に限定されないことに留意されたい。特に、上述の部材（アセンブリ、デバイス、および回路等）によって実現される様々な機能に関して、これらの部材を説明するために使用される用語（「手段」（means）への言及を含む）は、特に明示されない限り、説明された部材の特定の機能を実現する任意の部材（つまり、機能的に等価である部材）に対応するものであると意図されている。このことは、例え当該任意の部材が、本明細書において、本発明の例示的な実施形態にて説明された機能を実現する開示された構造と、構造的に等価でない場合にも当てはまる。さらに、本発明の特定の構成は、複数の実施形態のうちの１つの実施形態のみに関して開示されている場合がある。但し、任意または特定の応用例について、望ましくかつ有益である場合には、このような構成は、他の実施形態の１つ以上の構成と組み合わせられてもよい。従って、本発明は、上述の実施形態に限定されるべきではない。本発明は、添付の特許請求の範囲およびその均等物によってのみ限定されることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本開示の様々な態様に基づく光学プレートを利用した例示的な真空システムのブロック図である。
【図２】別の態様に基づく例示的な光学アセンブリを示す。
【図３Ａ】別の態様に基づく例示的な抑制電極開口アセンブリを示す。
【図３Ｂ】別の態様に基づく例示的な抑制電極開口アセンブリを示す。
【図４Ａ】別の態様に基づく例示的な接地電極開口アセンブリを示す。
【図４Ｂ】別の態様に基づく例示的な接地電極開口アセンブリを示す。
【図５Ａ】別の態様に基づく例示的な抑制電極開口アセンブリの上面図を示す。
【図５Ｂ】別の態様に基づく例示的な抑制電極開口アセンブリの裏面図／下方図を示す。
【図６Ａ】別の態様に基づく例示的な接地電極開口アセンブリの上面図を示す。
【図６Ｂ】別の態様に基づく例示的な接地電極開口アセンブリの裏面図／下方図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【国際調査報告】
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